中大地理信息系统的空间分析(中山大学gis课件》.ppt

第八讲 GIS空间分析---查询与量算(P129) 中山大学 遥感与地理信息工程系 主讲人: 张新长 2012年5月3日 空间分析:是指用于分析空间目标的一系列技术处理, 其目的是： 1)描述与认知空间数据分布特征，如点线面的空间分异状况； 2)解释空间现象与空间模式的形成机理，如城市土地利用变化研究； 3)调控在地理空间上发生的事件，如水资源的合理配置； (4)预测预报，如洪水的预测预报。 空间分析方法实例 中小学校区片合理分布空间分析 功能主要是满足对一定区域内的教育设施分别状况、规划管理等需求等方面的需要 教育设施影响范围 GIS在城市土地利用中的应用 GIS在水资源中的合理调配应用 GIS在预测预报中的应用 (1) 基于地图的空间图形分析，如GIS中的缓冲区、叠加分析、数字高程模型(DEM),数字地面模型等(DTM)； (2) 空间动力学分析，有城市扩张模型(驱动力等)、空间价格竞争模型(区位优势)、空间择位模型（中心地等）； (3) 空间信息分析，是指根据数据或统计方法建立的模型，如空间聚类、空间自相关、回归模型等。实际上，同一种空间分析方法和模型可以归属于不同的类型。例如，中心地属于空间信息分析模型，但中心地的形成又追求服务距离最短的动力学机制，可归属于空间动力学模型。 空间分析的主要方法 空间信息查询与量算 查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是GIS的基本功能之一，它是GIS进行高层次分析的基础。在GIS中，为进行高层次分析，往往需要查询定位空间对象，并用一些简单的量测值对地理分布或现象进行描述，如长度、面积、距离等。实际上，空间分析首先始于空间查询和量算，它是空间分析的定量基础。 空间查询 图形和属性的互查是最常用的查询，主要有两类： 1、按属性信息的要求来查询定位空间位置，称为“属性查图形”。如在中国行政区划图上查询人口大于4000万且城市人口大于1000万的省有哪些?称为SQL查询. 2、根据对象的空间位置查询有关的属性信息，称为“图形查属性”。如一般的GIS软件都提供一个“INFO”工具，让用户利用鼠标，用点选、画线、矩形、圆、不规则多边形等工具选中地物，并显示所查询对象的属性列表，可进行有关统计分析。 空间查询 1、基于空间关系查询 空间实体间存在多种空间关系，包括拓扑、距离、方位等。如查找满足下列条件的城市(Buffer)： 在京沪线的左右；距离京沪线左右100公里以内; 城市人口大于100万; 城市区域面积5000平方公里. 北京,保定,石家庄,郑州,开封,徐州,南京,无锡,苏州,上海 空间查询 简单的点线面相互关系拓扑查询包括： 面面查询:如与某个多边形相邻的多边形有哪些(主区与邻区)； 面线查询:如某个多边形内包含哪些线(县内有多少公路里程数)； 面点查询:如某个多边形内有哪些点状地物(某县内多少个邮局)； 线面查询:如某条线经过的多边形有哪些(某铁路经过哪些省)； 线线查询:如与某条河流相连的支流有哪些(长江与它的支流)； 线点查询:如某条道路上有哪些桥梁， 点面查询:如某个点落在那个多边形内(1000万以上人口的城市)； 点线查询:如某个结点由哪些线相交而成(公路交叉口)； 空间查询 2、基于空间关系和属性特征查询 传统的SQL并不能处理空间查询，对GIS而言，需要对SQL进行扩展,主要包括空间数据与属性数据的匹配等 如地址匹配查询 根据街道的地址来查询事物的空间位置和属性信息是GIS特有的一种查询功能，这种查询利用地理编码，输入街道的门牌号，就可以知道大致的位置和所在的街区。它对空间分布的社会、经济调查和统计很有帮助，只要在调查表中添加了地址，GIS就可以自动地从空间位置的角度来统计分析各种经济社会调查资料。另外，这种查询也经常用于公用事业管理，事故分析等方面，如邮政、通讯、供水、供电、治安、消防、医疗等领域。 空间信息量算 几何量算 1．长度 线状物体的长度是最基本的形态参数之一，在矢量数据格式下，线由点组成，线状物体表示为一个坐标串(Xi, Yi)，而线长度可由两点间直线距离相加得到。则线状物体长度的计算公式为： 空间信息量算 2．面积 多边形的面积是一个重要指标。多边形边界可以分解为上下两半，其面积就是上半边界下的积分值与下半边界下的积分值之差。设面状物体的轮廓边界由一个点的序列P1 (x1 , y1), P2 ( x2, y2 ), …，Pn (xn, yn)表示，其面积为: ? 2．面积 ? Y o X S S1 S2 S=S2-S1 ? Y o X